基于adams的齿轮啮合过程中齿轮力的动态仿真

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1、万方数据基矛ADAMS的齿轮啮合过程中齿轮力的动态仿真李金玉1，勾志践1，李媛2(1．长春工业大学，吉林长春130012；2．莱阳农学院，山东莱阳265200)摘要：在利用PRQ／E建立了参数化斜齿轮三维实体模型的基础上，使用多体动力学分析软件ADAMs对齿轮啮合过程进行了仿真分析，研究了在不同转速条件下啮合力在时域及频域中的变化规律。关麓胃：ADAMs；齿轮；仿真；啮合力中圈分类号：THl22文献标识码：A文章编号：1006—0316(2005)03—0015—03Adynamicsimlll砌仰ofm

2、鹪hingfbrceingearmeshingpmc姻sbased蚰ADAMSLIJin—yul，GOuzhi-jianl，uY-uan2(1．Ch肌鲈hunUniversi留ofTecholo秭Ch粕gchun13∞12，C岫埔；2．LaiyangA酣culhⅡ。alCoIlege，Laiy锄g265200，China)Abstmct：P眦meterizedsolidmodelsofhelicalgearsareestablishedbyusillgPRO，E．DynaIIlicsimulationof

3、mesllingfbrceinge盯meshingprocessiscompletedbyusingmesoftwareofsimuladonofmIlltibodysystemdynaIIlicsADAMS．Thechangeofmeshingforceinf}equencydomain趾dtimedomainisresearchedind!t肫rentro眦speed．KeywordS：ADAMS；gear；simulanon；meshingforce在机床系统中，齿轮啮合过程中所产生的周期性的冲击力

4、，不仅影响机床运动的平稳性，而且也将影响到切削过程的稳定性，从而对零件的加工质量产生一定的影响。因此，齿轮啮合力的仿真研究对于机床系统动力学特性的研究是十分必要的。本文利用机械动力学仿真分析软件ADAMs较准确地对齿轮啮合力进行了仿真分析，为进一步研究机床传动系统的动态特性奠定了基础。1机械系统动力学仿真软件AD伽订S机械动力学分析软件ADAMs(AutomaticDynaIIlicAnalysisofMechaIlicalSystems)是目前国际上使用最广泛的机械系统动态模拟软件。它采用模拟样机技术，

5、将强大的大位移、非线性分析求解功能与使用方便的用户界面相结合，并提供与其它cAE软件如控制分析软件MAl几AB、有限元分析软件ANsYs等的集成模块扩展设计手段。使用户能够方便地对各种复杂机械系统进行建模、仿真和分析。在ADAMs环境下，通过建立某指定机械系统的数字化虚拟样机，可以准确地预测该系统的各种模拟试验的性能。利用ADAMS建立虚拟样机的步骤如图1所示。2三维实体建模及数据转换2．1建立三维实体模型由于ADAMS所提供的实体造型(SolidModeIing)功能并不适合于复杂3D曲面的构建，所以一

6、般情况都将3DcAD专业软件当作几何前处理器，在专业cAD软件中建模后，将模型输入到ADAMs中进行分析。本文利用目前常用的高级cAD软件PRo忸建立了参数化的齿轮实体模型。图2为斜齿轮对实体模型。收稿日期：2004一10—20作者简介：李金玉(1979一)，女，汉，吉林人，长春工业大学机电工程学院硕士研究生；勾志践(1958一)，男，汉，吉林人，长春工业大学机电工程学院教授，主要研究方向：机床动力学及切削过程振动诊断与控制。万方数据图1ADAMS仿真分析步骤图2斜齿轮对实体模型2．2数据转换有两种方法可

7、以实现PRO／E和ADAMs的数据转换：(1)PRo／E中装配好三维实体模型后，将模型定义为IGEs，stereolimography，Render等文件格式，在ADAMS中通过ADAMs／l奴change模块输入CAD几何模型。(2)利用PR0厄与ADAMS的专用接口软件MechanisⅡ1／Pro进行转换。在MechaIlisnl／Pro中将装配体模型中的各个有相对运动的构件分别定义成刚体(rigidpan)，并设定在ADAMs中定义各种约束及一些关键点所需要的标识(m妇r)，然后生成．cⅡld文件，

8、供ADAMs调用。在数据转换过程中，需要注意在PRo，E中建立的模型单位要与ADAMs的单位相一致，否则将导致模型转换失败。本文采用第一种方法进行数据转换。3建立动力学模型在ADAMS环境下，对模型施加各种约束、及定义啮合齿轮内之间的碰撞力。3．1碰撞力的选择及定义在ADAMS中有两类接触力：一类是基于IIIlpact函数的接触力，另一类是基于Restimtion函数的接触力。Impact是用刚度系数和阻尼系数来计算碰撞力，而